1. Установить все регуляторы и переключатели на панели управления в нижнее крайнее левое положение).
2. Включить питание стенда (три автоматических выключателя «Сеть») (рис. 3, правый нижний угол).
3. Открыть кран В2 и В6 (рис. 10). Остальные краны закрыты.
4. Установить с помощью ручки ЕР1 профиль индикации L3.
5. Ручку галетного переключателя SA1 установить в положение 3 «Последовательная работа осевых вентиляторов».
6. Подать питание на ЛАТР ТV2 тумблером SA3.
7. Установить галетными переключателями SA 5.1-SA 5.2 требуемое напряжение U питания и скорость (n) первого вентилятора (М1) при полностью открытом напорном трубопроводе. Данные занести в таблицу 4.
8. Измеренные значения давлений (статического и динамического) и мощности занести в таблицу 4.
9. Используя дроссельное устройство (диафрагмы из набора), дросселировать поток в напорном трубопроводе и снять показания при том же числе оборотов вентилятора. Дросселирование осуществлять до минимального сечения (холостой ход). Данные занести в таблицу 4.
Таблица 4
| № | Опытные данные | Расчетные данные | ||||||||
| n об/мин | Рст, Па | Рд, Па | N1, Вт | N5, Вт | Рп=Рст+Рд | Сос, м/с | Сср, м/с | Q, м3/с | h, % | |
| … |
10. По согласованию с преподавателем повторить пункты 7, 8, 9 при других скоростях вентилятора. Соответственно, данные также заносятся в таблицу 4. Режимы работы можно выделить в таблице горизонтальной разделительной линией опытных данных для каждого числа оборотов вентилятора. Обычно число опытов не превышает пяти (варьирование числа оборотов). Можно также воспользоваться данными таблицы 3 лабораторной работы № 2, если выдержать последовательность дросселирований и изменения числа оборотов.
11. Далее происходит включение другого вентилятора (в данном случае М5) при уже работающем вентиляторе М1. Для этого необходимо подать питание на ЛАТР ТV1 тумблером SA1.
12. Установить галетными переключателями SA 4.1- SA 4.2 требуемое напряжение U питания и скорость вентилятора (аналогично первому вентилятору М1). Данные занести в таблицу 5.
13. Измеренные значения давлений (суммарного статического и динамического) и мощности занести в таблицу 5.
14. Используя дроссельные устройства (диафрагмы из набора) дросселировать поток в напорном турбопроводе в той же последовательности (как при испытании вентилятора М1) и снять показания при том же числе оборотов вентилятора.
Дросселирование осуществлять до минимального сечения (холостой ход). Данные занести в таблицу 5.
Таблица 5
| № | Опытные данные | Расчетные данные | |||||||
| n об/мин | Рстå, Па | Рдå, Па | Nå=N1+N5, Вт | Рпå=Рстå+Рдå,Па | Сос, м/с | Сср, м/с | Q, м3/с | h, % | |
| … |
15. После проведения испытаний попеременно выключаются из работы все приборы, переключатели на панели управления стенда переводятся в нижнее (крайнее левое) положение и отключается питание стенда.
На этом работа на стенде завершена.
Обработка опытных данных
1. Определяется полное давление для одного (табл. 4) и двух последовательно работающих вентиляторов (табл. 5).
РП= Рст+ Рд, (1/)
где Рст - измененное статическое давление, Па;
Рд - измененное динамическое давление, Па;
РSП= РSст+ РSд, Па, (1//)
где РSст – измеренное суммарное статическое давление, Па;
РSд – измеренное суммарное динамическое давление, Па.
2. В свою очередь динамика давления определяется по формуле
, Па, (2)
где 
- скорость воздуха на оси напорного трубопровода.
3. Из формулы (2) для РSд определяется скорость
, м/с, (3)
где 
- плотность жидкости, кг/м3.
4. Средняя скорость движения в напорном трубопроводе определяется как
Сср=0,8Сос, м/с, (4)
где 0,8 – коэффициент осреднения по сечению
5. Расход (производительность) вентиляторов подсчитывается по формуле
Q=Cср×F, м3/с, (5)
где F – площадь поперечного сечения напорного трубопровода, м2. Поскольку каналы на мерных участках имеют диаметр 100 мм, площадь поперечного сечения напорного трубопровода составит
F =0,785× d2 =0,785×0,12=0,00785 м2
6. Определяется полный КПД двух последовательно включенных вентиляторов, работающих в различных режимах, по выражению
%, (6)
где N1 и N5 – мощность, потребляемая электродвигателями двух вентиляторов (М1 и М5), Вт.
Все расчетные данные по вышеприведенным формулам заносятся в таблицу 5.
Далее:
§ Строится зависимость hå=f(Q) для случая последовательной работы вентиляторов.
§ Строится суммарная напорная характеристика Рå=f(Q). На этом же графике также строится рабочая характеристика одного из вентиляторов, поскольку они одинаковы (или М1 или М5).
§ Следует сравнить, совпадает ли экспериментально полученная суммарная зависимость Рå=f(Q) с построенной по расчетным формулам.
Контрольные вопросы
1. С какой целью проводится последовательное включение нагнетательных машин?
2. Примеры последовательного включения нагнетательных машин.
3. Как строится суммарная характеристика двух последовательно включенных вентиляторов, имеющих одинаковые и различные напорные характеристики?
4. В каком случае рационально последовательное включение вентиляторов?
5. Как определяется суммарный КПД нескольких последовательно включенных нагнетателей?
Лабораторная работа № 4
Исследование параллельной работы осевых вентиляторов, имеющих одинаковые характеристики
Цель работы: снятие суммарной характеристики вентиляторов при параллельной работе.
Общие сведения.
На практике часто встречаются случаи совместной работы нагнетателей на общую сеть Последовательное включение нагнетателей производится с целью увеличения давления. Так, каждый конденсатор паровой турбины обслуживается двумя и более параллельно включенными конденсатными насосами, в зависимости от единичной мощности каждого. В топку котлов воздух подается параллельно включенными дутьевыми вентиляторами. Питательные насосы подключаются параллельно не только с однотипным приводом, но и с разными приводами. Например, турбопривод для основного питательного насоса, а электропривод для пускорезервного питательного насоса. Таким образом, параллельное включение нагнетателей производится не только с целью увеличения расхода, но для полного или частичного резервирования.
Рассмотрим параллельную работу двух центробежных вентиляторов, имеющих различные рабочие характеристики, ограничившись для простоты случаем, когда можно пренебречь сопротивлением соединительных участков трубопроводов МN и КN (рисунок 11). Вентилятор 1 имеет напорную характеристики Р1, вентилятор 2 имеет другое рабочее колесо и напорную характеристику Р2. При построении суммарной характеристики необходимо учесть, что:
- напор (давление), развиваемый при совместной работе, всегда одинаков (Р1=Р2=Рå);
- подача при работе обеих машин равна сумме подач машин при их совместной работе Qå=Q1+Q2.
Сложение характеристик вентиляторов производится одинаково до тех пор, пока подача положительна (Q1>0, Q2>0). Если в вентиляторе есть обратный клапан, то отрицательной подачи (т.е. обратного течения воздуха через вентилятор) быть не может. Поэтому, начиная с давления, при котором подача одного из вентиляторов достигла нуля (точка d2), суммарная характеристика совпадает с характеристикой первого вентилятора (d2>d1).
При крутой характеристике сети III совместная работа вентиляторов явно не целесообразна: подача первого вентилятора при раздельной работе больше, чем общая подача при совместной работе. Чтобы установить причину этого, проведем через точку А пересечения суммарной характеристики вентилятора и характеристики сети III горизонтальную линию, пересекающую характеристики вентиляторов в точках В1 и В2. Эти точки определяют режимы работы вентиляторов при их совместной работе на сеть III. Отрицательное значение подачи второго вентилятора означает, что воздух движется через вентилятор в обратном направлении. Этим и объясняется уменьшение суммарной подачи. Из рисунка 11 видно, что совместная работа вентиляторов при параллельном включении имеет смысл при характеристике сети более пологой, чем для сети II, проходящей через точку пересечения суммарной характеристики и характеристики первого вентилятора. Необходимо отметить еще одну особенность совместной работы вентиляторов при параллельном включении: при отключении одного из вентиляторов режим работы второго вентилятора смещается в область больших подач. Так, если при совместной работе двух вентиляторов на сеть I суммарная подача равна Q, режим работы первого вентилятора характеризуется точкой В1, то при отключении второго вентилятора режим работы первого из точки В1 переходит в точку А1, его подача возрастет до 
, а суммарный КПД установки равен
.
Таким образом, если вентиляторы при параллельном включении должны обеспечить подачу Q и давление Р, то желательно, чтобы давление Р соответствовало режиму максимального КПД каждого вентилятора, а суммарная подача вентиляторов при давлении Р равнялось требуемой подаче.
Вышесказанное было приведено с целью более глубокого понимания студентом работы нескольких разнотипных нагнетателей на общую сеть. В нашем случае имеются определенные отличия от приведенного выше анализа работы центробежных вентиляторов. Во-первых, в установке смонтированы осевые вентиляторы М2 и М6, во-вторых, эти вентиляторы одинаковой конструкции и, в принципе, должны иметь одинаковые индивидуальные характеристики, приведенные на рисунке 8.
Работа с установкой
Перед началом испытаний объекта(ов) следует на панели управления галетным переключателем SA1 установить режим работы установки. В этой лабораторной работе тумблер SA1 устанавливается в позицию 2 (центробежный вентилятор). Далее устанавливается профиль индикации системы измерения. Соответствие параметров лабораторных работ и профилей индикации приведены в таблице 1.
Выбор профиля индикации
Текущий номер профиля индикации отображается на служебном индикаторе «Профиль индикации». Для смены профиля индикации необходимо войти в меню выбора профилей: для этого следует нажать кнопку энкодера «ЕР1» и удерживать 2…3 секунды, пока отображаемый на индикаторе профиль не начнет мигать. После этого вращением ручки влево/вправо установить требуемый номер профиля индикации и кратковременно нажать кнопку энкодера «ЕР1». Выбранный профиль после этого должен отображаться на служебном индикаторе.
